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供暖与燃气计算器

保温节能计算器:U 值改善、节省能量与回收期

输入墙体、屋顶、窗户和地面在保温前后的面积和 U 值。根据你所在气候的采暖度日数,算出每项措施减少的热损失、节省的 kWh 和费用、CO₂ 以及回收期。

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计算结果

这些改造让围护结构热损失降低 49%,每年节省燃料约 7,220 kWh(722 €),约 19.2 年回本。性价比最高:墙体(6.3 年回本)。
每年节省金额
€722
每年燃料 7,220 kWh
回收期(全部措施)
19 年 2 个月
费用 13,850 €
改造前热损失
13,192kWh/年
仅围护结构,298 W/K
改造后热损失
6,693kWh/年
125 W/K
围护结构热损失降幅
49.3%
每年减排 CO₂
1.32t
30 年节省
€34,350
价格每年上涨 3%
设计热负荷减少
4.14kW
按室内 21 °C / 室外 −3 °C 计,锅炉或热泵可以选小一号
采暖度日数
1,844K·d(基准 15.5 °C)
英国伦敦
各构件年热损失
逐月燃料节省

各项措施的节省

构件面积(m²)U 值 改造前 → 改造后节省燃料 kWh节省(€/年)费用(€)回收期
墙体1101.5 → 0.554,3694372,7506.3 年
屋顶 / 阁楼600.7 → 0.151,3801381,2008.7 年
门窗222.8 → 1.21,4721479,90067.3 年
首层地面600.7 → 0.7000—
  • 度日数:英国伦敦(1991–2020 年气候平均值,近似),基准 15.5 °C。
  • 冬季地面比室外空气暖,所以首层地面热损失乘以 0.7 的系数。这里不含通风和漏风热损失。
  • 所有节省量都扣除了 15% 的性能差距(热桥、施工质量、保温后室内温度提高)。

这个保温节能计算器怎么算

热量通过建筑围护结构(墙、屋顶、窗、门和地面)往外散,散热速度由每个构件的面积和 U 值决定。在一个采暖季里,总热损失与当地气候的采暖度日数成正比。这个计算器用的就是这种标准工程方法,EN ISO 13790/52016 和各国能效评级软件背后也是同一原理。它对每个构件分别计算保温前后的情况:

  1. 你输入墙、屋顶、窗和首层地面的面积,以及改造前后的 U 值。帮助文字里列出了常见数值。
  2. 计算器取得你所在气候的采暖度日数:16 个预设城市用 1991–2020 年气候平均值,任意地点可用 NASA 卫星气候数据,也可以填你自己的数字。
  3. 对每个构件,它算出改造前后的年热损失,对差值扣除性能差距,再按采暖系统效率(或热泵的 SCOP)把省下的热量换算成节省的燃料,最后折算成钱。
  4. 结合你填的每平方米安装费用,它会分别给出每项措施的回收期,让你看清该先做哪一项。

计算公式

Heat loss coefficient H = A × U (W/K) Annual heat loss Q = H × HDD × 24 / 1000 (kWh/yr) Fuel saved = (U_before − U_after) × A × HDD × 24/1000 × (1 − gap) / η_heating Money saved = fuel saved × price Payback = installed cost / money saved Design heat-loss reduction = ΔH × (21 °C − T_design)

首层地面乘以 0.7 的系数,因为房子底下的土壤比冬天的空气暖和。通风和空气渗漏损失没有计入:保温不会改变它们(封堵缝隙除外)。

计算示例:伦敦一栋半独立式住宅

默认值对应伦敦一栋典型的两次大战之间或战后建成的住宅(以 15.5 °C 为基准,约 1,840 采暖度日数),用效率 90% 的燃气锅炉采暖,气价 0.10 €/kWh:

措施 面积 U 值 改造前 → 改造后 节省燃料 每年节省 费用 回收期
空腔墙填充 110 m² 1.50 → 0.55 4,369 kWh 437 € 2,750 € 6.3 年
阁楼保温加到 270 mm 60 m² 0.70 → 0.15 1,380 kWh 138 € 1,200 € 8.7 年
旧双层玻璃换新双层玻璃 22 m² 2.80 → 1.20 1,472 kWh 147 € 9,900 € 67 年

围护结构热损失从每年约 13,190 kWh 降到 6,690 kWh(298 W/K 降到 125 W/K),减少 49%。扣掉 15% 的性能差距后,这户人家每年约省 7,220 kWh 燃气、722 €,还少排 1.3 t CO₂。三项措施合计花费 13,850 €,约 19 年回本。单看墙和阁楼,约 7 年回本;窗户则要 67 年。按气价每年上涨 3% 计算,30 年下来这套改造大约省 34,000 €。设计热负荷下降约 4.1 kW,足以换一台明显更小的热泵。

怎么看计算结果

  • 各项措施节省是最有用的一张表。按回收期从短到长,一项一项做。
  • 围护结构热损失降幅在 40–60% 属于扎实的改造;70–80% 就算深度改造了。
  • 设计热负荷降幅直接意味着可以换更小的锅炉或热泵。
  • 逐月燃料节省显示,大部分节省集中在 11 月到次年 3 月。
  • 30 年节省很重要,因为保温材料通常能用 30–50 年,不需要维护。即使回收期看起来很长,全寿命期的价值依然很高。

常见 U 值

构件 改造前(典型) 改造后(良好做法)
实心砖墙(225 mm) 2.0–2.1 0.25–0.30,加 100 mm 外墙外保温
未填充空腔墙 1.4–1.6 填充后 0.45–0.55
木结构(1970 年代) 0.5–0.6 0.18–0.25
阁楼,无保温 2.0–2.5 270–300 mm 时 0.12–0.16
阁楼,50 mm 0.6–0.7 0.12–0.16
单层玻璃 4.8–5.8 双层 1.2–1.4 / 三层 0.7–0.9
旧双层玻璃(2000 年前) 2.8–3.1 双层 1.2–1.4 / 三层 0.7–0.9
架空木地板 0.7–1.0 0.20–0.25

让保温发挥最大效果的建议

  • **先做阁楼、空腔墙和封堵缝隙。**这几项便宜,回本最快。
  • **注意通风。**房子越来越密封,要确保窗上的微通风口或机械通风能把室内湿度控制住。
  • **和其他工程一起做。**外墙外保温在脚手架已经搭好(重新抹灰或换屋顶)时最省钱。
  • **避免热桥。**窗洞侧边和节点也要做保温;边缘不保温,墙体保温的效果可能打 10–20% 的折扣。
  • **重新核算采暖设备。**保温后,用热泵计算器看看现在需要多大的热泵,再到采暖费用对比里比较不同燃料。

局限

这是稳态度日数法。它不考虑透过窗户的太阳得热(因此南立面换窗的价值会略低,北立面则略高),也不考虑热惰性和气密性变化。由月度气候数据推算的度日数只是估计值,与气象站记录相差约 ±10%。结果高度依赖“改造前”的 U 值,拿不准就请人做一次勘测。很多国家对保温改造提供补贴或增值税减免;可以在高级设置里作为一笔总额填入。

方法与假设

每个围护构件的传热损失:Q = A × U × HDD × 24 / 1000(kWh/年),HDD 为相对基准温度的采暖度日数。节省量 =(U改造前 − U改造后)× A × HDD × 24/1000 ×(1 − 性能差距)。节省燃料 = 节省热量 ÷ 供暖系统效率(或 SCOP)。回收期 = 安装费用 ÷ 每年节省金额(不折现)。

常见问题

保温改造能省多少钱?
要看 U 值改善了多少、面积多大,以及你所在的气候。以英国或德国气候下一栋燃气采暖的半独立式住宅为例,粗略估算:阁楼保温层从 50 mm 加到 270 mm,每年省 100–200;空腔墙填充省 250–450;实心砖墙做外墙外保温省 400–700;把旧双层玻璃换掉省 100–200。阁楼和空腔墙填充 2–5 年就能回本,换窗则要 30 年以上。
什么是 U 值?
U 值(W/m²K)表示室内外每差 1 度时,每平方米建筑构件传过的热量。数值越低越好。没做保温的实心砖墙约 2.0,填充后的空腔墙约 0.5,新建住宅的外墙 0.15–0.25。单层玻璃在 4.8–5.8,现代三层玻璃在 0.7–0.9。
什么是采暖度日数?
采暖度日数是把每天室外平均气温低于基准温度的差值逐日累加起来(基准温度常取 15.5 °C,已扣除室内得热)。伦敦每年约 1,800–2,000,柏林约 2,400–2,700,斯德哥尔摩约 3,200–3,600。墙体的热损失与它成正比。
哪种保温措施回本最快?
几乎总是阁楼保温和空腔墙填充。两者每平方米都便宜,又正好对付大头损失;封堵门窗缝隙同样便宜。外墙外保温、内保温和换新窗省的能源不少,但每平方米造价高得多,回本也就慢得多。
为什么实际省下的往往比算出来的少?
这就是“性能差距”:节点处的热桥、施工不到位,还有住户在房子保温后把室温调得更高(舒适度回弹)。研究发现,实际节省通常比工程估算低 10–50%。计算器默认按 15% 的差距扣减,可以自行调整。
装了热泵还需要保温吗?
需要,而且好处有两层。保温能降低每年的用电量,也能降低设计热负荷,于是可以选更小、更便宜的热泵,以更低的供水温度运行,效率更高。

资料来源与参考

  1. ISO 6946:2017 — Building components and building elements: thermal resistance and thermal transmittance, calculation methods
  2. CIBSE TM41 (2006) — Degree-days: theory and application
  3. Degree Days.net:度日数数据与方法
  4. UK DESNZ — Greenhouse gas reporting: conversion factors 2024
  5. Energy Saving Trust:住宅保温

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